Die Entwicklung des Nachfolgers der S-Klasse der Baureihe W116 begann während der frühen siebziger Jahre unter der Regie von Bruno Sacco, damaliger Chefdesigner von Mercedes-Benz. Mit der Werksinternen Bezeichnung W126 sollte nun neben den beiden Limousinen auch wieder ein großzügig gestaltetes Coupe mit vier vollwertigen Sitzen die Kundschaft ansprechen, wie zuvor in den sechziger Jahren mit den Coupés der Baureihe W111. Die Motorenpalette sollte Sechs- und Achtzylindermotoren umfassen, wobei Letztere den Weg in die Serie fanden, als das S-Klasse Coupé auf der 49. IAA in Frankfurt vorgestellt wurde. Zeitgleich mit Einführung des Energiekonzepts im Oktober 1981, bei dem vor allem die Achtzylinder in den Limousinen überarbeitet wurden startete das Coupé mit 204 PS (380SEC) und 231 PS (500SEC). Für verschiedene Exportmärkte wurden Motoren mit veringerter Leistung angeboten, so z.B. leisteten die Motoren der ersten Serie in den USA nur 156 bzw. 185 PS.

Die zweite Serie wurde im September 1985 auf der 51. IAA der Öffentlichkeit vorgestellt. Zusammen mit vielen optischen Neuerungen wie veränderten Stoßfängern, glatten Seitenbeplankungen und einem in einigen Punkten veränderten Innenraum wurden vor allem die Motoren überarbeitet. Die Emmisionswerte wurden gesenkt bei gleichzeitiger Steigerung der Leistung. Basis bildete nun der 420SEC während der 500SEC zumindest mit unverändertem Hubraum weiter angeboten wurde. Die Leistungsspitze bot der neu hinzugekommene 560SEC mit seinen 300PS in der nicht abgasgereinigten ECE-Version. Zum Modelljahr 1988 gab es eine kleine Modellpflege, die hauptsächlich die Motoren betraf. Der ECE-Motor wurde durch den 300 PS-RÜF-Motor ersetzt, welcher mit Kat 279 PS leistete. Der 420er und der 500er wurden ebenfalls leistungsgesteigert. Zum Modelljahr 1989 erfolgte eine weitere Modellpflege mit dem Schwerpunkt Innenraum neben den farborientierten Stoßfängern und Seitenbeplankungen. Während die Velourausstattung optisch in großen Teilen blieb, wurden bei der Lederausstattung neue Bezüge und Türverkleidungen verwendet. Zusätzlich wurden die Sitze verstärkt. In dieser Erscheinung wurde der C126 bis Oktober 1991 produziert. Die Gesamtzahl aller gebauten SEC beläuft sich auf 74.069 Exemplare.